DE2245732A1 - COMBUSTION PISTON ENGINE WITH EXHAUST GAS TURBOCHARGING - Google Patents

Description

München, den 5* Okt. I972Munich, October 5th, 1972

Γ ßL/-Γ ßL / -

Autoipari Eutato Intezet Csepel Aut&gyarAutoipari Eutato Intezet Csepel Aut & gyar

Budapest / Szigethaiom (Ungarn)Budapest / Szigethaiom (Hungary)

VERBRENNUNGSKOLBENMOTOR MIT ABGASTURBOAUFLADUNGCOMBUSTION PISTON ENGINE WITH EXHAUST GAS TURBOCHARGING

Die Erfindung betrifft ein Verbrennungskolbenmotor mit Abgasturboaufladung bei dem die Abgasturboaufladung iilit Hilfe einer dynamischen Aufladung ergänzt wird,The invention relates to an internal combustion piston engine with exhaust gas turbocharging, in which exhaust gas turbocharging iil is supplemented with the help of dynamic charging,

Die nützliche Leistung eines Verbrennungskolbenmotors hängt in grossem Masse von der vom Motor eingesaugten Luftmenge, die zu der Verbrennung benützt wird. Die von den periodisch funktionierenden Kolbenmotoren, eingesaugte Luftmenge bzw. das Luft-Brennstoffgemisch ist aber beschränkt. Die Beschränkung kommt aus den Strömungswiderständen, die während dem Saugeffekt entstehen. The useful power of an internal combustion piston engine depends to a large extent on the amount of air sucked in by the engine, which is used for the combustion. The from the periodically functioning piston engines, The amount of air sucked in or the air-fuel mixture is limited. The limitation comes from the flow resistances that arise during the suction effect.

03380-379-Sj -1-03380-379-Sj -1-

309815/0738309815/0738

Die Auffüllung des Zylinders kann mit Hilfe verschiedener Vorrichtungen un.¹ Verfahren verbessert werden. Durch diese Vorrichtungen und Verfahren kann sogar eine grössere Luftmenge in den Zylinder eingeführt werden, als dieselbe bei einen idealen, ohne Strömungsverlust funktionierenden Zylinder.The filling of the cylinder can un. ¹ procedure to be improved. With these devices and methods, even a larger amount of air can be introduced into the cylinder than would be the case with an ideal cylinder that functions without loss of flow.

Eine Auffüllungsmöglichkeit der Verbrennungsmotors bedeutet die Ausnützungder periodischen Saugwirkung der Kolben. Während der Saugwirkung entsteht niimlich eine instazionäre Gasströmung in dem Saugrohrsystem bzw. eine Gasschwingung. Die Schwingungsenergie wird dann zu dem Auffüllen der Zylinder benützt. Diese ?lethode ist in der Praxis als dynamische Aufladung bekannt.A refill option for the internal combustion engine means the utilization of the periodic suction of the pistons. During the suction effect occurs an unsteady gas flow in the intake manifold or a gas oscillation. The vibrational energy then becomes too used to fill the cylinder. This oil method is known in practice as dynamic charging.

In stärkerem Masse als vorstehend beschrieben kann die durch den Motor angesaugte Luft- oder Kraftstoff- -Luft-Gemischmenge erhöht Werden, wenn der Motor die Luft nicht unmittelbar aus der umgehenden Atmosphäre ansaugt, sondern wenn die Auffüllung seiner Zylinder durch eine besondere Vorrichtung, den sog. Auflader erfolgt. Letzterer ist bekanntlich ein mechanischer oder nach einem anderen System arbeitender Kompressor, der die Umgebun'Tsluft verdichtet und sie mit entsprechend jrossem Druck in den Zylinder des Motors hereindrückt. Hit einer derartigen Hilfseinrichtung, de:n Auflader, versehene Verbrennungsmotoren werden als Motoren mit Aufladung bezeichnet. To a greater extent than described above, the air or fuel drawn in by the engine can -Air mixture amount can be increased when the engine is running Air is not sucked in directly from the surrounding atmosphere, but rather when filling its cylinder through a special device, the so-called supercharger, takes place. The latter is known to be a mechanical or after a Another system working compressor, which compresses the ambient air and transfers it with the corresponding amount of air Pressure into the cylinder of the engine. Hit one such auxiliary device, de: n supercharger, provided Internal combustion engines are referred to as supercharged engines.

Die zum Antrieb der Aufladung erforderliche Leistung muss der Motor bereitstellen, und deshalb treten in den letzten Jahren hauptsächlich aus Wirtschaftlichkeitsgründen immer mehr die durch eine von den Motorauspuffgasen angetriebene Gasturbine betätigte Auflader, die sog. Turbo-Lader oder gemäss der älteren Benennung Turbo-Auflader in den Vordergrand.The engine must provide the power required to drive the supercharger, and therefore pedal In the last few years, mainly for reasons of economy, more and more of those caused by one of the engine exhaust gases driven gas turbine operated superchargers, the so-called turbo-chargers or according to the older name Turbo charger in the foreground.

Eine derartige Einrichtung entnimmt die zum Antrieb erforderliche und bedeutende Leistung nicht der anSuch a device does not take the significant power required for propulsion

-2--2-

309815/0738309815/0738

Oar Kurbelwelle des Motors auftretenden nützlichen Leistung, sondern der andernfalls hauptsächlich in Verlust gehenden liner jie der Auspuffgase des Motors. Die Turbo- -Lader bestehen bekanntlich konstruktionsmüssig aus zwei lTauptteilen, von denen der eine die durch die Abgase des Motors angetriebene Gasturbine, der andere der mit ersterer auf einer gemeinsamen Welle angeordnete Kompressor ist, der die eigentliche Forderung der Luft bzw. des Kraft-Luft-Gemisches vornimmt. Die Verbrennungsmotoren, die im Interesse einer grösseren Zylinderauffüllung mit einem Turbolader versehen sind, nennt man Motoren mit Turboaufladung. Je nach der Grosse des Motors, der Zahl seiner Zylinder, seiner Bestimmung, in Abhängigkeit von sonstigen Faktoren, können die einzelnen Verbrennungsmotoren mit Turboaufladung mit einem oder mit mehreren Turboladern versehen werden.Oar crankshaft of the engine occurring useful power, but the otherwise mainly lost liner jie of the engine's exhaust gases. The turbo -Loaders are known to consist of two by design Main parts, one of which is the gas turbine driven by the exhaust gases of the engine, the other the one with the former is arranged on a common shaft compressor, which the actual demand of the air or des Force-air mixture makes. The internal combustion engines, which are equipped with a turbocharger in the interest of a larger cylinder filling are called engines with Turbocharging. Depending on the size of the engine, the number Its cylinder, its destination, depending on other factors, can be the individual internal combustion engines turbocharged with one or more turbochargers.

Bei den Verbrennungsmotoren-mit Turboaufladung saugt der Kompressor des Turboladers die Luft aus der umgehenden Atmosphäre evtl. durch ein Luftfilter an, und befördert sie dann unter einem hohen Druck evtl. bereits mit dem Kraftstoff zusammen durch das Einlass■/Saugrohr/ System des Motors und das Einlassventil oder dem Einlassschlitz in den Zylinder des Motors.In the case of combustion engines with turbocharging, the compressor of the turbocharger sucks the air out of the surrounding atmosphere, possibly through an air filter, and then possibly already conveying it under high pressure together with the fuel through the engine's inlet / manifold / system and the inlet valve or inlet port in the cylinder of the engine.

Die Menge der im Verlaufe der Ansaugperiode den Zylindern des Motors zugeführten Luft oder des Kraftstoff-Luft-Gemisches ist neben .den Abmessungen und Kennwerten des Motors in erster Linie von den Abmessungen und der Ausbildung des Turboladers und der Energie der die Turbine des Turboladers antreibenden' Abgase abhängig. Aus diesem Grunde ist ein Verbrennungsmotor mit Turboaufladung mit dem Turbolader sorgfältig abzustimmen, damit die dem Motor zugeführte und mengenmässig erhöhte Luft- oder Kraftstoff-Luft-Gemischzufuhr den Betriebsverhältnissen' des Motors entspricht. Die gegenseitige Abstimmung des Ίοΐη-PG und des Turboladers ist in einzelnen Fällen, z.B.The amount of air or fuel-air mixture supplied to the engine's cylinders during the intake period is, in addition to the dimensions and characteristics of the motor, primarily from the dimensions and the design of the turbocharger and the energy of the 'exhaust gases driving the turbine of the turbocharger. the end For this reason, an internal combustion engine with turbocharging must be carefully coordinated with the turbocharger so that the the amount of air or air supplied to the engine and increased Fuel-air mixture supply to the operating conditions' of the engine. The mutual coordination of the Ίοΐη-PG and the turbocharger is in individual cases, e.g.

-3--3-

309815/0738309815/0738

bei stationärem oder Schiffsbetrieb, bei deinen der Motor für lange Zeit mit konstanter Belastung und Drehzahl l#uft, eine verhältnismässig einfache und gut erfüllbare Aufgabe. with stationary or ship operation, with yours the engine runs for a long time with constant load and speed, a relatively simple and easily achievable task.

Ein wesentlich ungünstigeres Anwendungebeispiel bedeutet bei Motoren mit Turboaufladung der Strassenfahrzeugbetrieb. In letzterem Fall verändern sich nämlich Belastung und Drehzahl des Motors zwischen ziemlich weiten Grenzen, wozu noch die durch den Betrieb der Strapsenfahrzeuge hervorgerufenen häufig sehr schnellen Änderungen der Belastung und Drehzahl hinzukommen. Da der Verbrennungskolbenmotor und der Turbolader nach zwei vollständig unterschiedlichen Prinzipien arbeitende Maschinen sin-"! - die eine eine volumetrische, die durch Verwirklichung des Verdrängungsprinzips, die andere" eine Rota<" tionsmashcine, die durch Verwirklichung des Turboprinzips arbeitet - konnten Motor und Turbolader auf Grund unse<rer bisherigen Erkenntnisse auf gleichzeitig mehrere voneinander wesentlich unterschiedliche BetriebsssustSnde und deren schnelle Änderungen nicht mehr günstig abgestimmt werden.A much less favorable application example is road vehicle operation in engines with turbocharging. In the latter case, the load and speed of the engine change between fairly wide limits, to which the often very rapid changes in load and speed caused by the operation of the suspender vehicles are added. Since the reciprocating internal combustion engine and the turbocharger after two completely different principles working machines sin "- a volumetric, by realizing the displacement principle, the other" a Rota <"tionsmashcine that works by implementing the Turbo principle - could the engine and turbocharger Based on our previous knowledge, several operating states that are essentially different from one another and whose rapid changes can no longer be coordinated favorably at the same time.

Das allgemeine Merkmal dieser Erscheinung liegt darin, dass der Turbolader bei Erhöhung der Motordrehzahl eine immer prössere Aufladung liefert und sich nicht an die durch den Motor erreichbare und durch das Fahrzeug bedingte Forderung nach einem elastischen Drehmoment anpasst. So kann z.iJ. ein Turbolader , der den Verbrennungsmotor im Bereich seiner Fenndrehzahl, d.h. seiner Höchstbetriebsdrehzahl günstig auffüllt, bei den dem Höchstdrehmoment des Motors entsprechenden oder diese unterschreitenden Drehzahlen, i.-ie dins aus der Praxis bekannt ist, nunmehr eine unausreicheride Wirkung ausüben, so dass sich darauf ein unelastischer, ein geringes Drehmoment und eine unp.'instige Dynamik aufweisender Motor er-■;ibt. /.'ir I hiiv^o^on der Turbolader so ausgelegt, dass ?rThe general characteristic of this phenomenon is that the turbocharger delivers an increasingly larger charge as the engine speed increases and does not adapt to the demand for elastic torque that can be achieved by the engine and caused by the vehicle. So z.iJ. a turbocharger, which fills the internal combustion engine favorably in the range of its maximum speed, i.e. its maximum operating speed, at the speeds corresponding to or below the maximum torque of the engine, i.-ie dins is known from practice, now exert an inadequate effect, so that an inelastic motor with a low torque and unp. /.'ir I hiiv ^ o ^ on the turbocharger designed so that? r

-H--H-

eben bei den letzteren, niedrigeren Motordrehzahlen die entsprechende Auf ladung bietet, so treten bei den HochstbetriebsdrehzaHLen des Motors übertriebene Beanspruchungen auf, die sowhol für den Motor, als auch den Turbolader schadhaft sind und diese evtl. auch zerstören können. just at the latter, lower engine speeds Provides a corresponding charge, so kick in at the highest operating speeds of the engine exaggerated stresses on both the engine and the turbocharger are damaged and can possibly destroy them.

Bei den bisher bekannten Turboaufladunbsverfahren zeigten die Verbrennungsmotoren, in erster Linie die Dieselmotoren mit Turboaufladung, auch weitere nachteilige Eigenschaften. Bei diesen Motoren wird der Kraftstoff durcn eine Dosier- bzw. Einspritzpumpe in den Zylinder des Motors befördert, die vom Fahrer mittels eines Fusspedals oder eines Handhebels gesteuert wird. 3ei einer plötzlichen Belastungsänderung - hauptsächlich bei einer Beschleunigung - erhöht sich die in den Motor eingespritzte Kraftstoffmenge plötzlich, wobei der durch die Abgase angetriebene Turbolader -infolge seiner Trägheit - nur wesentlich später die Förderung der zum Verbrennen des Kräftstoffüberschusses erforderlichen grösseren Luftmenge beginnt. Demzufolge verbrennt bei plötzlichen Beschleunigungen oder bei Gangschaltungen der Kraftstoff in den bisher bekannten Motoren mit Turboaufladung stets bei Luftmangel, was neben einer schäldichen Beanspruchung des Motors und der Unwirtschaftlichkeit des Vorganges auch eine gesundhextsschädlxche und den Verkehr gefährdende Rauchbildung zur Folge hat. Obwohl man in der Praxis bestrebt war, die vorgenannten Mangel durch verschiedene Vorrichtungen, Reglerventile , usw. zu mindern, war bis jetzt keine Lösung bekannt, die diese Nachteile ganz oder in bedeutendem Masse behoben hätte.In the previously known Turboaufladunbsverfahren the internal combustion engines showed, primarily the diesel engines with turbocharging, also more disadvantageous Properties. In these engines, the fuel is fed into the cylinder by a metering or injection pump of the motor, which is controlled by the driver using a foot pedal or a hand lever. 3ei a sudden change in load - mainly when accelerating - increases the amount injected into the engine Amount of fuel suddenly, with the turbocharger driven by the exhaust gases - due to its inertia - only much later the promotion of the larger ones required to burn off the excess fuel Air volume begins. As a result, burns if suddenly Accelerations or when changing gears, the fuel in the previously known engines with turbocharging, always with a lack of air, which in addition to a peeling stress of the engine and the inefficiency of the process are also harmful to health and traffic results in dangerous smoke formation. Although in practice the aim was to overcome the aforementioned deficiency To mitigate various devices, regulator valves, etc., no solution has hitherto been known to address these disadvantages would have remedied entirely or to a significant extent.

Zum Beispiel ist ein Turboaufladungsνerfahren bekannt, bei dem die durch die Einspritzpumpe des Dieselmotors zugefahrte maximale Kraftstoffmenge durhh eine besondere Vorrichtung in. Abhängigkeit von der Höhe des im Ansaugrohr des Motors hinter dem Turboauflader aufgebau-For example, turbocharging has been used known in which the by the injection pump of the diesel engine Maximum amount of fuel supplied by a special one Device depending on the height of the built-up in the intake pipe of the engine behind the turbocharger.

-5--5-

3 0 9 815/07303 0 9 815/0730

ten Druckes begrenzt wird. In sämtlichen Fällen - z.B. plötzliche Beschleunigung oder Gaszugabe oder niedrige Motordrehzahl - wenn der Turbolader verhältnisraässig wenig Luft fördert und ein ungenügender Druck im Saugrohr des (Motors entsteht - begrenzt die Vorrichtung die Menge des in den Motor einspritzbar "2η Kraftstoffes. Diese Lösung beseitigt die bereits erwähnte schädliche Rauchbildung sowie die Überlastung des Motors» jedoch wird dadurch die Dynamik des Motors wesentlich beeinträchtigt» da letzterer in jedem Ubergangsbetriebszustand nur unter Teillast laufen und dementsprechend nur einen Teil seines Menndrehmomentes liefern kann. th pressure is limited. In all cases - e.g. sudden acceleration or addition of gas or low engine speed - if the turbocharger is comparatively little Air conveys and insufficient pressure in the intake manifold of the (engine arises - the device limits the amount of the fuel that can be injected into the engine Solution eliminates the already mentioned harmful smoke formation as well as the overloading of the motor »however, it will the dynamics of the engine are significantly impaired, since the latter only under Run part load and accordingly can only deliver part of its torque.

Als weiteres Beispiel kann das bekannte Turboaufladungsverfahren erwähnt werden, bei dem die Abgase aus dem Auspuffrohr vor dem Turbolader mit Hilfe von Umlenkventilen herausgelassen werden, wodurch man den bei hoher Motordrehzahl auftretenden zu starken Druckanstieg herabzusetzen beabsichtigt. In diesem Fall hält nur ein Teil der Abgase das treibende Turbinenrad des Turboladers und zwar offensichtlich mit einer wesentlich niedrigeren Drehzahl im Umlauf. Der Turbolader fördert mit der niedrigeren Drehzahl weniger Luft, und deshalb vermindert sich auch der Füllungsdruck. Mit diesem Verfahren kann der günstige Betrieb des Turboladers mit den niedrigeren Motordrehzahlen abgestimmt und der bei den höheren Drehzahlen auftretende zu starker Anstieg des Aufladungsdruckes durch Betätigung des Reglerventils vermieden werden.As another example, the well-known turbo-charging method be mentioned, in which the exhaust gases are let out of the exhaust pipe in front of the turbocharger with the help of diverter valves, whereby the at Intended to reduce excessive pressure increase occurring at high engine speed. In this case just stop Part of the exhaust gases the driving turbine wheel of the turbocharger and obviously with a much lower one Speed in circulation. The turbocharger conveys less air at the lower speed, and therefore less the filling pressure. With this method, the cheap operation of the turbocharger can be achieved with the lower Engine speeds matched and the excessive increase in the supercharging pressure that occurs at the higher speeds can be avoided by operating the regulator valve.

Obwohl das beschriebene System theoretisch unzweifelhaft Vorteile aufweist, hat es sich in der Praxis nicht bewährt, da jeder Fehler des in das Auspuffrohr eingebauten ausserordentlich hohen Wärmebeanspruchungen ausgesetzten Regelventile einen sprungartigen Aufstieg des Aufladungsdruckes und damit verbunden einen Bruch das Motors zur Folge hat.Although the system described has undoubted advantages in theory, it has proven itself in practice not proven, as there is a fault in the extremely high thermal loads built into the exhaust pipe exposed control valves a sudden rise of the supercharging pressure and the associated breakage of the engine.

i!an könnte auch vieitere Beispiele aufzähleni! an could also list several examples

309815/0738309815/0738

- wie z.B. das Verfahren, dass ein Hintereinander schalten vnßzwei oder mehreren Turboladern vorschlägt usw. jedoch bestätigt auch eine Untersuchung der bisher ausführlich beschriebenen Verfahren, dass die Behebung der bestehenden Mängel der bekannten Turboaufladung in der Praxis durch verschiedene Turboaufladungsverfahren versucht wurde, jedoch bis jetzt keine tatsächlich .günstige und die Forderungen der Praxis erfüllende Lösung gefunden v/erden konnte.- such as the procedure that suggests connecting two or more turbochargers in series, etc. An examination of the procedures described in detail so far also confirms that the elimination of the Tried existing shortcomings of the known turbocharging in practice by various turbocharging processes has been, but so far not actually and a solution satisfying the requirements of the practice could be found.

Ziel der Erfindung ist eben deshalb die Beseitigung der bei der Arbeitsweise der Motoren mit Turboaufladung bisher auftretenden und erwähnten Mangel durch Erhöhung der Wirksamkeit der Turboaufladung, wodurch das Ausiiiass der ZylideraufiuLlung wesentlich erhöht, sowie die Leistung und Elastizität des Drehmomentes der Motoren verbessert, weiterhin die bei der Beschleunigung auftretende Rauchbildung auf einen Midestwert herabgesetzt sowie ein derartiges bisher vollkommen unbekanntes Aufladungsverfahren verwirklicht werden kann, bei dem der Drehzahlbereich des Höchsidrehmomentes des Motors bedeutend erweitert wird ohne den Relastungswert des Motors beider Nenndrehzahl zu erhöhen.The aim of the invention is therefore to eliminate the problems associated with the operation of turbocharged engines previously occurring and mentioned deficiency by increasing the efficiency of the turbocharger, whereby the output of the cylinder flow increases significantly, as well as the performance and elasticity of the torque of the motors improved, furthermore during acceleration smoke formation that occurs is reduced to a mid-test value, as well as something of this type that was previously completely unknown Charging process can be realized at which is the speed range of the maximum torque of the motor is extended significantly without increasing the load value of the motor at both nominal speeds.

Die Erfindung betrifft also Verbrennungskolbenmotor mit Abgasturboaufladung bei dem die Abgasturboaufladung mit Hilfe einer dynamischen Aufladung ergänzt wird j die in dem von den Zylindern bis zu dem Abgasturbolader bzw. Abgasturboladern ausgebildeten Saugleitungssystem infolge der durch die periodischen Saugwirkungen des Motorzylinders auftretenden Geschwingungen entsteht.The invention thus relates to an internal combustion piston engine with exhaust gas turbocharging in which the exhaust gas turbocharging with the help of dynamic supercharging, j is supplemented in the from the cylinders to the exhaust gas turbocharger or exhaust gas turbochargers trained suction line system due to the periodic suction effects vibrations occurring in the engine cylinder.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass die Einlassventile oder Einlasschlitzen von'einer Gruppe von mindestens eineir., höchstens aber vier Zylinder eines Motors, deren Saugperioden sich gegenseitig nicht bzw. nur unbedeutend aberdecken, durch Einlasskanäle unmittelbar¹, od^r durch-α ohr lurse aber nicht langer als L = 1500/nThe essence of the invention is that the inlet valves or inlet slits of a group of at least one, but at most four cylinders of an engine, whose suction periods do not or only insignificantly cover each other, through intake ports directly ¹ , or through-α but ear lurse no longer than L = 1500 / n

— 7 —- 7 -

3098 15/07383098 15/0738

- wo "L" die Länge des Saugrohres in Meter gemessen und "η" die Henndrehzahl des Motors pro Minute bedeutet Saugrohre in je einen separaten Resonatorbehälter münden und zu dem Resonatorbeh*!lter, oder Behältern Resonanzrohre, zweckmässig an jedem Resönatorbehiilter je ein Resonanzrohr angeschlossen und unmittelbar bzw. durch Ausgleichbehälter und Verbindungsrohre mit der Druckseite des Turboladers oder der Turbolader verbunden, sind.- where "L" is the length of the intake manifold measured in meters and "η" the engine speed per minute means intake manifold each open into a separate resonator container and to the resonator container, or containers resonance tubes, expediently one at each resonator container Resonance pipe connected and directly or through expansion tank and connecting pipes with the pressure side of the turbocharger or the turbocharger are connected.

Der grösste dynamische Aufladungseffekt kann erfindungsgemäss dann erreicht werdet!, wenn der Volumeninhalt je eines Resonanzbehälters grosser ist, als die Hälfte des Hubvolumens der Zylinder» die zu dem Resonanzbehälter angeordnet sind, aber kleiner, als das Zehnfache des Hubvolumens, und die Länge der Mittellinie des Resonanzrohres grosser ist, als das Achtfache des Innendurchmessers des Rohres, wo unter Innendurchmesser bei den nicht mit kreisförmigem Querschnitt versehenen Rohren der Durchmesser eines denselben Querschnitt gebenden Kreises zu verstehen ist.The greatest dynamic charging effect can then achieved according to the invention! when the volume content each of a resonance container is larger than half the stroke volume of the cylinder »that of the resonance container are arranged, but smaller than ten times the stroke volume, and the length of the center line of the The resonance pipe is larger than eight times the inner diameter of the pipe, where under the inside diameter of the pipes that are not provided with a circular cross-section the diameter of a circle giving the same cross section is to be understood.

Bei den Verbrennungsmotoren mit einer auf Grund des erfindungsgemässen Verfahrens erfolgenden Aufladung ist in dem die Zylinder des Motors mit dem Turbolader verbindenden Suagrohrsystem eine bedeutende Luft- oder Kraftstoff-Luft-Gemischmenge aufgespeichert. In diesem Fall beschleunigt jeder Kolben des Motors zu Beginn der Ansaugperiode die im Resonanzrohr des Saugrohrsystems befindliche Luft bzw. das dort befindliche Kraftstoff-Luft- -Genisch und bewirkt so eine bedeutende Erhöhung der kinetischen Energie. Diese periodische Erhöhung der kinetischen Energie erzeugt Schwingungen bei der in Saugrohrsyster¹ befindlichen und eine ausreichend presse Tr/'gheit aufweisen::^ Luft- oder Kraftstoff-Luft-^Gmischmenra_} in -leren Ergebnis vor dGir.Iinlassventil oder den Einlassschlitz, des eben ansaugenden Zylinders in einlasskanal in Jer zvtiten ""lfte. der Ansaufipe^iouc in 3<ί·Λ Res<">- In the case of internal combustion engines with a supercharging carried out on the basis of the method according to the invention, a significant amount of air or fuel-air mixture is stored in the suction pipe system connecting the cylinders of the engine to the turbocharger. In this case, at the beginning of the intake period, each piston of the engine accelerates the air in the resonance pipe of the intake manifold system or the fuel-air mixture located there, thus causing a significant increase in the kinetic energy. This periodic increase in the kinetic energy generates vibrations in the case of the ^one located in the intake manifold system 1 and having a sufficiently tight inertia :: ^ air or fuel-air ^ Gmischmenra _} in -leren result in front of the inlet valve or the inlet slot, just suction cylinder in intake port in Jerzvtiten "" lfte. der Ansaufipe ^ iouc in 3 <ί · Λ Res <"> -

-3--3-

BAP ORiGINALBAP ORiGINAL

309815/0738309815/0738

iianzbehalt ein grosser Oberdruck aufgebaut wird. Infolge des Oberdruckes wird in den gegebenen Zylinder die frische Luft oder das Rraftstoff-Luftgemisch in erhöhtem Masse eingepresst, wodurch auch die Menge bedeutend ansteigt. Dies hat zur Folge, dass der .Auffüllungsgrad /die Wirksamkeit der Aufladung/ ohne eine wesentlichere Beanspruchung des Turboladers unter Einwirkung der schwingungsbedingten augenblicklichen Überdrücke im Vergleich zu den bisher bekannten Motoren .mit Turboaufladung um 10 - 30 ?; ansteigt. - - "iianzbehalt a large overpressure is built up. As a result of the upper pressure, the fresh air or the fuel-air mixture is increased in the given cylinder Mass pressed in, which also increases the amount significantly. As a result, the degree of filling / the effectiveness of the supercharging / without a significant load on the turbocharger under the influence of the vibration-related instantaneous overpressures compared to the previously known engines with turbocharging 10 - 30?; increases. - - "

Bei den in Strassenfahrzeugen gebräuchlichen Motoren mit Turboaufladung ist es zweckmassig den die grössta dynamische Aufladungswirkung gewährleistenden Motordrehzahlbereich so auszuwählen, dass dieser nahe zum Höchstdrehmoment des Motors oder etwas darunter liegt.. In diesem Fall verbessert sich die Wirksamkeit der Aufladung bei einem das erfindungsgemässe Verfahren verwirklichen?- den Motor eben in dem Drehzahlbereich sprunghaft, in dem früher der Turbolader noch ziemlich wirkungslos war. Infolge der Erhöhung der Zylinderauffüllung steigt auch das Höchsdrehmoment des Motors, und die zugehörige Drehzahl vermindert sich. AucKist eine Verminderung des spezifischen Kraftstoffverbrauchs, der Temperatur der Abgase und der Rauchbildung bei dem Motor feststellbar. Eine derartige Verbesserung der Parameter des Motors tritt, wie dies auch durch zahlreiche praktische Messungen nachgewiesen wurde, in der gesamten unteren Hälfte des Betriebsdrehzahlbereichs des Motors ein. Unter Berücksichtigung des Umstandes, dass die mit dem erfxndungsgemässen Verfahren erreichbare Erhöhung der Wirksamkeit der Auffüllung bei dem gegebenen Saugrohrsystern.vom Betrieb des Turboladers fast unabhängig ist, tritt sie bei plötzlicher Beschleunigung und Drehzahländerung ebenso ein, wie bei einem stationären Betrieb eines Motors mit Turboaufladung. Das erfindungsgemässe Verfahren zeigt deshalb ein4; With the engines commonly used in road vehicles With turbocharging, it is expedient to use the engine speed range that ensures the greatest dynamic charging effect to be selected so that it is close to or slightly below the maximum torque of the motor. In In this case, is the efficiency of the charging improved when the method according to the invention is implemented? the engine leaps and bounds in the speed range in which earlier the turbocharger was pretty ineffective. As a result the increase in cylinder filling also increases The maximum torque of the motor and the associated speed is reduced. AucK is a reduction in the specific fuel consumption, the temperature of the exhaust gases and the smoke formation in the engine can be determined. Such a one Improvement in the parameters of the engine occurs, as has also been proven by numerous practical measurements in the entire lower half of the engine's operating speed range. Considering the fact that the with the according to the invention Method achievable increase in the effectiveness of the replenishment with the given intake manifold system. from the operation of the Turbocharger is almost independent, it occurs with sudden acceleration and speed change as well as in the case of stationary operation of an engine with turbocharging. The method according to the invention therefore shows a4;

-9--9-

besonders günstige Wirkung unter den sich rasch ,Inderaden Bedingungen des Strassenverkehrs.especially beneficial effect among the quick, Indian dads Road traffic conditions.

Das erfindungsgemässe Verfahren kann natürlich auch aur Erhöhung der Nennleistung /Höchstleistung/ von Motoren mit Turboaufladung in erster Linie im ■ Schiffsbetrieb und bei stationärem Betrieb ausgenützt werden. In diesem Fall ist es zweckmässig den die günstigste Wirkung gewährleistenden Motordrehzahlbereich so auszuwählen, dass dieser nahe der "enndrehzahl des Motors liegt. Zahlreiche praktische Messungen bestätigten, dass die '.iennleistung des Motors in solchen Fällen» ohne eine besondere Beanspruchung des Turboladers, in einzelnen Fällen sogar bei einer gleichzeitigen Verminderung des Auf-, ladungsdruckes um 10-30% erhöht werden kann.The method according to the invention can of course can also be used to increase the rated output / maximum output / of engines with turbocharging, primarily in ■ ship operation and stationary operation. In this case, it is advisable to select the engine speed range that ensures the most favorable effect, that this is close to the "end speed of the engine. Numerous practical measurements confirmed that the Performance of the engine in such cases "without a special one Load on the turbocharger, in some cases even with a simultaneous reduction in the power, charge pressure can be increased by 10-30%.

Ein weiteres Merkmal des erf indungsgeniässen Verfahrens - wodurch es ebenfalls krass von den bisher bekannten Aufladungsverfahren unterschieden wird - ist, , dass die Luftaufnahme eines nach diesem Verfahren arbeitenden Motors nicht nur bei einer gegebenen Drehzahl, sondern in einem sehr breiten Drehzahlbereich den durch das gegebene System zugelassenen Höchstwert erreicht. Die in der üblichen und bekannten Weise erzeugte dynanische Aufladung /Aufladeuirkung/ erhöht infolge der im Saugrohr auftretenden Schwingungen den Luftverbrauch des Motors stets bei einer gegebenen Hotordrehzahl in grösstera Masse. Diese Drehzahl ist neben der Ausbildung und den relativen Abmessungen des Saugrohrsystemö auch noch von der in den in Saugrohr strömenden Mediums herrschenden Schallgeschwindigkeit abhängig. Ss ist nämlich bekannt, dass sich in einem zusammendrückbaren Medium jede Störung oder Änderung mit der darin herrschenden Schallgeschwindigkeit fortpflanzt. Aus diesem Grunde verändern sich die in einem gegebenen Saugrohrsystrem ablaufenden Schwingungsverhältnisse eines zusairansndrückbaren Mediums, sowie die Ei^enschwingungszahl des Systems proportionalAnother feature of the inventive method - which also clearly distinguishes it from the previously known charging processes - is,, that the aerial view of an engine operating according to this method is not only available at a given speed, Instead, it reaches the maximum value permitted by the given system in a very wide speed range. the dynamic charging / charging / increased as a result of the in the intake manifold generated in the usual and known manner Occurring vibrations the air consumption of the engine always at a given hotord speed in largesta Dimensions. In addition to the design and the relative dimensions of the suction pipe system, this speed is also of that prevailing in the medium flowing in the suction pipe Speed of sound dependent. It is known that in a compressible medium every disturbance or change propagates with the prevailing speed of sound in it. For this reason change which take place in a given suction pipe system Vibration conditions of a compressible medium, and the number of oscillations in the system is proportional

, -10-, -10-

309815/0738309815/0738

zur Schallgeschwindigkeit.to the speed of sound.

So ergibt sich zum Beispiel in "einer Saugleitung die aus dem zum Zylinder des Motors gehörenden Einlas&anal bzw. dem an diesen,angeschlossenen Saugrohr ausgebildet ist und bei der das 'zum gegebenen Einlasskanal gehörende Saugrohr unmittelbar aus der umgehenden Atmosphäre saugt, die Eigenschwingungszahl des strömenden Mediums zu ; ,.For example, in "an intake line" results from the inlet & anal belonging to the cylinder of the engine or the suction pipe connected to it is formed and in which the 'for the given inlet port belonging suction pipe sucks directly from the surrounding atmosphere, the natural frequency of the flowing Medium to; ,.

/Hz// Hz /

4L4L

wobei ^!'a^!! /n/sec/ die im Medium herrschende Schallgeschwindigkeit, "L" /m/ Länge der Saugleitung vom Zylinder bis zur umgebenden Atmosphäre bedeuten.where ^! 'a ^!! / n / sec / mean the speed of sound in the medium, "L" / m / length of the suction line from the cylinder to the surrounding atmosphere.

Auch unsere Versuche bestätigten, dass der Luftverbrauch /die Luftaufnahme/ eines mit einer derartigen Saugleitung versehenen dynamisch aufgeladenen Motors in dem Fall am· höchsten liegt, wenn die Drehzahl des Motors und die Eigenschwingungszahl /Eigenfrequenz/ des in der Saugleitung strömenden Mediums, in einem bestimmten gegenseitigen Verhältnis stehen. Bei davon abweichenden Dreh- " ■ zahlen vermindert sich die Luftaufnähme. Dies ist die Ursache dafür, dass bei den in der Praxis bekannten dynamischen Aufladungsverfahren stets eine gewisse Motordrehzahl vorzufinden ist, bei der auch bei beliebiger Motorbelastung die je Zylinder angesaugte frische Auffüllungsmenge die grösste ist. - . Our tests also confirmed that the air consumption / the aerial view / of a dynamically charged engine provided with such a suction line in the case is highest when the speed of the engine and the natural frequency / natural frequency / des in the Suction line flowing medium, are in a certain mutual relationship. If the rotation "■ the air intake is reduced. This is the cause for the fact that with the dynamic charging process known in practice there is always a certain engine speed is to be found in the case of any engine load the fresh replenishment quantity sucked in per cylinder is the largest. -.

Auch bei den bisher bekannten Turboaufladungverfahren konnte die Motordrehzahl genau bestimmt werden, bei der der aufgeladene Motor die frische Luftmenge verbrauchte. Diese fiel - aus den bekannten Eigenschaften des Turboladers folgend - streng mit der Drehzahl der Mo- ' tornennleistunp; zusammen.Even with the previously known turbocharging processes the engine speed at which the supercharged engine consumed the fresh air could be determined exactly. This fell - following the known properties of the turbocharger - strictly with the speed of the mo- ' goal performance; together.

Ganz anders verhält sich die Lage bei dem erfindungs^enässen Aufladungsverfahren. Bei einer Teillast desThe situation is quite different in the case of the invention Charging method. With a partial load of the

-11--11-

3098 15/07383098 15/0738

■«:,:■ }ΐ.ι"%:..;'■! ■!■■■;,■ «:,: ■} ΐ.ι"%: ..; '■! ■! ■■■ ;,

JlJl

Motors, wenn verhtltnismässig wenig Kraftstoff verbrannt wird, bleibt die Temperatur der Abgase niedrig und auch ihr Volumenverhültnis gering. Dies liat zur Folge, dass verhältnisml'ssis wenig Energie im Turbolader verwertet wird und so dessen Turbinenrad auch langsam umläuft. Natürlich wird auch wenig Luft zum Motor gefördert. Die direkte Folge dessen ist, dass Druck und Temperatur des im Saugrohrsystem des Motors strömenden Mediums Verhältnismassig niedrigbleiben. Es ist jedoch allgemein bekannt, dass sich die in einem zusammendrückbaren Medium herrschende Schallgeschwindigkeit proportional zur Quadratwurzel der absoluten Temperatur des Mediums verhSlt. In dieser Weise bleibt in sämtlichen Fällen, wenn der Turbolader vc^hältnismässig wenig Luft fördert, die Schallgeschwindigkeit niedrig und wenn die Menge des durch den Turbolader beförderten Mediums wächst,, erhöht sich auch die Temperatur und damit zusammen auch die Schallgeschwindigkeit. Engine when comparatively little fuel is burning is, the temperature of the exhaust gases remains low and their volume ratio low. This means that relatively little energy is used in the turbocharger and so its turbine wheel also rotates slowly. Of course, little air is conveyed to the engine. The direct one The consequence of this is that the pressure and temperature of the medium flowing in the intake manifold system of the engine are proportional stay low. However, it is common knowledge that the speed of sound prevailing in a compressible medium is proportional to the square root the absolute temperature of the medium. In this way remains in all cases when the turbocharger vc ^ relatively little air promotes, the speed of sound low and as the amount of medium conveyed through the turbocharger increases, the temperature also increases and together with it the speed of sound.

Aus dem besagten ergibt sich auch die anderswo noch nie festgestellte vorteilhafte j£igenschaft des erfindungsgemässen Verfahrens. Bei niedriger Drehzahl oder bei mit Teillast laufendem Motor, wenn der Turbolader selbst ebenfalls mit einer verhältnismäßig niedrigen Drehzahl lf^:uft, ergibt sich infolge der niedrigeren Schallgeschwindigkeit bei einer verhältnismässig niedrigen Hotordrehzahl die grösste Wirkung der durch die Schwingungen hervorgerufenen dynamischen Aufladung. Sobald dann nach dem Gasgeben durch den Fahrer auch der Turbolader, und der Motor schneller zu laufen beginnen, erhöhen sich damit zusammen auch die Schallgeschwindigkeit sowie die Drehzahl, bei der die dynamische Aufladung ihre grösste V.'irkun," abgibt.The above also results in the advantageous property of the method according to the invention, which has never been found elsewhere. At low speed or is running at partial load motor when the turbocharger itself also lf at a relatively low ^speed: runs, arises due to the lower speed of sound at a relatively low Hotordrehzahl the greatest effect of caused by the vibrations dynamic charging. As soon as the turbocharger and the engine start to run faster after the driver has accelerated, the speed of sound and the rotational speed at which the dynamic supercharging emits its greatest effect both increase with it.

Hit anderen Worten, bei dem erfindungsgem'issen Aufladun^sverfahren fol;jt der Höchstwert der durch die dynamische Aufladung gesicherten Auffülluriiisv/irkun^In other words, with the one according to the invention Charging method fol; jt the maximum value of the dynamic charging secured Auffülluriiisv / irkun ^

309815/0738309815/0738

Lauf ή es Motors in einem ausserordentlich breitem Motordrehzahlbereich. Dies hat zur Folge, dass eine wirksame Aufladung in einem wesentlich grösseren llotordrehzahlbereich verwirklicht werden kann, als dies bei einem der bisher bekannten Aufladungsverfahren überhaupt zu erhoffen war. Eine natürliche Folge des vorstehend besagten ist, dass die bereits früher erwähnte Verbesserung der Motorparameter in einem überraschend grossen Drehzahlbereich eintritt, wie dies auch aufgrund zahlreicher praktischer Mesaungen festgestellt werden konnte.Running ή it engine in an extraordinarily wide range of engine speeds. The consequence of this is that effective charging can be achieved in a significantly larger motor speed range than was to be hoped for with one of the charging processes known up to now. A natural consequence of what has been said above is that the improvement in the engine parameters already mentioned occurs in a surprisingly large speed range, as could also be determined on the basis of numerous practical measurements.

.Die Erfindung ist in Ausführungsbeispielen auf Grund von Zeichnungen beschrieben, wobeiThe invention is described in exemplary embodiments on the basis of drawings, wherein

Fig. 1 einen 6-Zylinder-Dieselmotor mit Turboaufladung und dessen einen Resonatorbehälter und auch ein Resonatorrohr enthaltenden-Saugrohrsystem im Schnitt, ■ Fig. 2 dasselbe in der Ansicht darstellen.1 shows a 6-cylinder turbo-charged diesel engine and its suction pipe system containing a resonator tank and also a resonator pipe in section, ■ Fig. 2 show the same in view.

In dem Zylinder 1 des auf den" Fig. 1 und 2 dargestellten und mit einem Saugrohrsystem arbeitenden S-Zylinder-Dieselmotor läuft der Kolben 2. Im Zylinderkopf 3 ist der Auslasskanal angeordnet, an den sich das Auspuffrohr 5 anschliesst.In the cylinder 1 of the "Fig. 1 and 2 shown and working with an intake manifold system Piston 2 runs in the cylinder head in the S-cylinder diesel engine 3 the outlet channel is arranged, to which the exhaust pipe 5 connects.

Ebenfalls im Zylinderkopf 3 sind auch das Einlassventil 6 und der damit in Verbindung stehende Einlasskanal /Saugkanal/ 7 angeordnet, an den sich das Saugrohr 8 anschliesst. Der im Ausführungsbeispiel vorgeführte Motor besitzt demgemäss ein Einlass- und ein Auslassventil je Zylinder. Versieht man die sechs Zylinder des Motors mit einer laufenden Numerierung beginnend vom Schwungrad 18, so ergibt sich die Zünd- und demgemäss auch die Ansaugfolge der Zylinder des Motors zu I-V-III-VI-II-IV. Aus den üblichen Arbeitsweise des Motors fliessend, folgen die Zylinder I, III und II, sowie die Zylinder V, VI und IV einander in der Arbeitsweise mit einem Kurbelwellenverdfehungswinkel von 240°. Dieser Winkelwert stimmt praktisch mit dem öffnungswinkel der zu den einzelnenAlso arranged in the cylinder head 3 are the intake valve 6 and the intake channel / intake channel / 7 connected to it, to which the intake manifold is attached 8 connects. The engine presented in the exemplary embodiment accordingly has an inlet valve and an outlet valve per cylinder. If one provides the six cylinders of the engine with a consecutive numbering beginning with the flywheel 18, the ignition sequence and accordingly also the intake sequence of the cylinders of the engine result in I-V-III-VI-II-IV. Cylinders I, III and II, as well as cylinders V, VI, follow from the normal operation of the engine and IV each other in operation with a crankshaft displacement angle of 240 °. This angle value practically corresponds to the opening angle of the individual

-13--13-

309815/0738309815/0738

Zylindern gehörenden Einlassventilen überein. Deshalb sind die Ansaugperioden der einzelnen Zylinder /Glieder/ sowohl bei der aus den Zylindern I, II und III, als auch bsi der aus den Zylindern IV, V und VI bestehenden Zylindergruppe aufeinander folgend angeordnet» d.h. ihre Ansaugperioden überdecken einander entweder überhaupt nicht nur in einem geringem Masse. Die Saugrohre der Zylinder I, II und III sind demgemäss zu den sich nach Ansaugperioden gegenseitig in bedeutendem Masse nicht überdeckenden Zylindern gehörenden Saugrohre und münden so in einen gemeinsamen Resonatorbehälter, in den Resonatorbehälter 9. In ähnlicher Ueise sind die zu den Zylindern IV, V und VI gehörenden Saugrohre ebenso an einen gemeinsamen Resonatorbehälter 10 angeschlossen. An den Resonatorbehälter 9 ist das Resonanzrohr 13 angeeschlossen, das in die gemeinsame Sammelröhre 13 mündet. Das Sammelrohr 13 ist durch das Verbiridungsrohr 14 mit dem Turbolader 15 des Motors bzw. mit dem Kompressor 16 des Turboladers 15 verbunden. An'einer mit dem Kompressor 16 des Turboladers 15 gemeinsamen Welle·ist die Turbine angeordnet, an die sifah das Auspuffrohr 5 anschliesst.Cylinders belonging to the intake valves. That's why are the intake periods of the individual cylinders / limbs / both in the case of cylinders I, II and III, as well as bsi the cylinder group consisting of cylinders IV, V and VI arranged one after the other »i.e. their intake periods do not overlap each other to a minor extent either. The intake manifolds of the cylinders I, II and III are accordingly not overlapping each other to a significant extent after the suction periods Cylinders belonging suction pipes and thus open into a common resonator tank, the resonator tank 9. In a similar way, the suction pipes belonging to cylinders IV, V and VI are also connected to one common resonator tank 10 connected. The resonance tube 13 is connected to the resonator container 9, which opens into the common collecting tube 13. The manifold 13 is through the Verbiridungsrohr 14 with the Turbocharger 15 of the engine or connected to the compressor 16 of the turbocharger 15. One with the compressor 16 of the turbocharger 15 common shaft · is the turbine arranged to the sifah the exhaust pipe 5 connects.

Die Abgase des Motors erreichen durch das Auspuffrohr 5 durchströmend die Turbine 17 und bringen diese in Umlauf. Die durch die Turbine strömenden Abgase gelangen durch die Öffnung 17a in die freie Atmosphäre oder in die auf der Zeichnung nicht dargestellte Auspuffrohrleitung. The exhaust gases from the engine reach through the exhaust pipe 5 flowing through the turbine 17 and bring it into circulation. The exhaust gases flowing through the turbine pass through the opening 17a into the free atmosphere or into the exhaust pipe, not shown in the drawing.

Der Kompressor 16 des Turboladers saugt durch die Öffnung 16a unmittelbar oder durch das auf der Abbildung nicht dargestellte Luftfilter aus der Atmosphäre die Luft an und drückt sie in das Verbindungsrohr IH. Die Luft strömt aus dem Verbindungsrohr 14 in das Sanunelrohr 13, wo sie sich in zwei Teile teilt und durch die Resonanzrohre 11 sowie 12, die Resönanzbehälter 9 sowie und dann durch die Saugrohre zu den Zylindern strömt. UnterThe compressor 16 of the turbocharger sucks through the opening 16a directly or through the one on the picture Air filter, not shown, takes the air from the atmosphere and pushes it into the connecting pipe IH. the Air flows from the connecting pipe 14 into the Sanunel pipe 13, where it divides into two parts and through the resonance tubes 11 and 12, the resonance container 9 and and then flows through the suction pipes to the cylinders. Under

-14.-14.

309815/0738309815/0738

IL ·* IL *

Einwirkung des periodischen Ansaugens der Zylinder verlaufen sowohl im Resonator behälter- "9 als auch im Resonatorbebülter 10 periodische Druckänderungeii die zum Teil
im Resonanzrohr 11, zum Teil im Resonansrohr 12 strömende Luftsäule zu Schwingungen erregt. Sobald die Eigenschwingun.^szahl des Systems und die Frequenz der erregenden Druckänderungen in ein entsprechendes Verhältnis
gelangen, kommt die im Saugrohrsystem befindliche Luft
in einen intensiven Schwingungszustand und dieser gewährleistet die dem. erfindungsgemässen Verfahren entsprechende, dynamische Aufladungswirkung.The effect of the periodic suction of the cylinder run both in the resonator container "9 and in the resonator container 10 periodic pressure changes, some of which
In the resonance pipe 11, partly in the resonance pipe 12 flowing air column excited to vibrations. As soon as the natural oscillation number of the system and the frequency of the exciting pressure changes are in a corresponding ratio
the air in the intake manifold comes out
in an intense state of vibration and this guarantees the dem. dynamic charging effect corresponding to the method according to the invention.

Eei der sich vom Motortyp und der Einstellung
des Turboladers abhängenden entsprechend niedrigen Hptordrehzahl, wo der Luftliefereffekt des Turboaufladers
nicht ausreicht, entsteht eine Resonanz riie mit der Saugpsriode einstimmt. Durch diese Resonanzverhältnisse kommt das in dem Saugrohrsystem befindliche Gas in eine Schwingung. Diese Schwingungsenergie sichert die dynamische Aufladung bei niedrigen Motordrehzahlen. Soll die Motordrehzahl bis zu der Nenndrehzahl. erköht werden, fällt die Intensität der Gas Schwingungen ab. Bei der IJenndrehzahl des Motors wird die Aufladung also nur durcli den Turboauflader durchgeführt.Eei which depends on the engine type and the setting
of the turbocharger depending on the correspondingly low engine speed, where the air supply effect of the turbocharger
is not sufficient, a resonance arises that matches the suction pod. As a result of these resonance conditions, the gas in the intake manifold begins to vibrate. This vibration energy ensures dynamic charging at low engine speeds. Set the engine speed up to the rated speed. are increased, the intensity of the gas oscillations decreases. At the engine's nominal speed, charging is only carried out by the turbocharger.

Mit Hilfe der Einrichtung erhöht sich - in Abhängigkeit v.on den Abmessungen des Motors - in einem von 200 bis 500 U/min reichenden oder noch breiteren Drehzahlbereich die Wirksamkeit: der Aufladung des Zylinders /Füllungsgrad/ ziemlich bedeutend - um'etwa 20 - 30 %. In die ser 'Weise eignet sieh die Einrichtung vorzüglich zur Erhöhung des ^TIöchstdrehmoments von Motoren mit Turboaufladung, weiterhin zur Verbesserung der bei niedrigen Motordrehzahlen auftretenden Verhältnisse.With the help of the device - depending on the dimensions of the engine - the effectiveness increases in a speed range from 200 to 500 rpm or even wider: the charging of the cylinder / filling level / quite significantly - by around 20 - 30 %. Check the device is excellently suited to the ser 'way to increase the ^T Iöchstdrehmoments of turbocharged engines to continue to improve the conditions occurring at low engine speeds.

Durch zahlreiche Bemessungen wurde es festgestellt, dass die Spitzendruckwerte der in der Hähe der :~eimdrehzahl antsteilenden Verbrennung kleiner sind, alsThrough numerous measurements it has been found that the peak pressure values of the : ~ at the speed of the partial combustion are smaller than

-15--15-

309815/0 7 38309815/0 7 38

dieselbe bei dem mit Turboauflader aufgefüllten Zylinder. Die Minderung kann auch 10-20% erreichen. Dieser unerwartete Effekt sichert» dass die erfindungsgemässe Ausbildung den Motor schont. Dieser Effekt entsteht dadurch, dass das die dynamische Aufladung sichernde Saugrohrsystem den Turboauflader "ansaugt". Wegen dieser Ansaugung wird der Gegendruck des hinter dem Turboauflader befindlichen Raumes auch das Druckverhältnis des Turboaufladers bzw. die Temperatur und deswegen grösserer Dichtheit ladet also auch bei grösserer Luftmenge auf niedriger Temperatur und niedrigem Druck den Zylinder des Motors auf. Die Kompression beginnt also bei niedrigen Druck- und Temperaturverhlltnissen und deswegen werden auch die Spitzenwerte der Verbrennung niedriger* Als Resultat entsteht dann eine niedrige mechanische und thermische Belastung des Motors.the same for the cylinder filled with turbocharger. The reduction can also reach 10-20%. This unexpected effect ensures »that the invention Training saves the engine. This effect arises from the fact that the intake manifold system that secures dynamic charging the turbocharger "sucks in". Because of this suction, the back pressure of the behind the turbocharger is increased located space also the pressure ratio of the turbocharger or the temperature and therefore greater impermeability also charge lower with a larger amount of air Temperature and low pressure on the cylinder of the engine. So the compression starts at low Pressure and temperature conditions and therefore also the peak values of the combustion are lower * as a result this results in a low mechanical and thermal load on the motor.

Als besondere Vorteile der Einrichtung können die günstig herstellbare Konstruktion und der verhältnismässig geringe Platzbedarf erwähnt werden.As particular advantages of the device, the inexpensive to manufacture construction and the relatively low space requirements are mentioned.

-16--16-

3098 15/07383098 15/0738

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE -PATENT CLAIMS - 1./ Verbrennungskolbenmotor mit Abgasturboaufladung, beiJdem die Abgasturboaufladung mit Hilfe einer dynamischen Aufladung ergänzt wird» die in dem von den Zylindern bis zu dem Abgasturbolader bzw, Abgasturboladern ausgebildeten Saugleitungs'system infolge der durch die periodischen Saugwirkungen des Motörzylinders auftretenden· Geschwingungen entsteht, d a d u r c h g e kennzeichnet, dass die Einlassventile, oder Einlassschlitzen von einer Gruppe von mindestens einem, höchstens aber vier Zylinder eines Motors, deren Saug- . Perioden sich gegenseitig nicht bzw. nur unbedeutend überdecken, durch Einlasskanäle unmittelbar, ödeJ? durch sehr kurze aber nicht-langer» als L = 1500/n - Wo¹¹L" die Länge des Saugrohres in Meter gemessen und ^on" die Nenndrehzahl des Motors pro Minute bedeutet - Saugrohre in je einen separaten Resonatorbehälter münden und zu dem Resonatorbehälter oder Behältern Resonanzrohre, zweckmässig an jedem Resonatorbehälter je ein Resonanzrohr angeschlossen und unmittelbar bzw. durch Ausgleichsbehälter und Verbindungsrohre mit der Druckseite des Turboladers oder der» Turbolader verbunden sind. 1. / Piston combustion engine with exhaust gas turbocharging, in which the exhaust gas turbocharging is supplemented with the help of dynamic charging »which arises in the suction line system formed from the cylinders to the exhaust gas turbocharger or exhaust gas turbocharger as a result of the vibrations occurring due to the periodic suction effects of the engine cylinder that the intake valves, or intake slots of a group of at least one, but at most four cylinders of an engine, whose intake. Periods not or only insignificantly overlap each other, directly through inlet channels, dull? by very short but not longer »than L = 1500 / n - where ¹¹ L" is the length of the intake pipe measured in meters and ^o n "means the nominal speed of the engine per minute - intake pipes each open into a separate resonator container and to the resonator container or Containers resonance pipes, expediently one resonance pipe connected to each resonator tank and connected directly or through compensation tanks and connecting pipes to the pressure side of the turbocharger or the »turbocharger. 2. Verbrennungskolbenmotor nach Patentanspruch 1, d a du r c h ge k. e η η ζ e i c h η e t, dass der Voluraeninhalt je eines Resonanzbehälters gröseer ist, als die Hälfte des Hubvolumens der Zylinder, die zu dem Resonanzbehälter angeordnet sind, aber kleiner, als das Zehnfache des Hubvolumens, und die Länge der Mittellinie des Resonanzrohres grosser ist, als das Achtfache des Innendurchmessers des Rohres, wo unter Innendurchmesser bei den nicht mit kreisförmigem Querschnitt versehenen Rohren der Durchmesser eines denselben Querschnitt gebenden Kreises zu verstehen ist.2. Internal combustion piston engine according to claim 1, d a u r c h ge k. e η η ζ e i c h η e t, that the volume content of each resonance container is greater is than half the stroke volume of the cylinders that are too the resonance container are arranged, but smaller than ten times the stroke volume, and the length of the center line of the resonance pipe is greater than eight times the inside diameter of the pipe where under inside diameter in the case of pipes not provided with a circular cross-section, the diameter of the same cross-section giving circle is to be understood. -17--17- 3 f)^c) 8 I fryΌΪ3Π3 f) ^c ) 8 I fryΌΪ3Π